prueba de ebullición de agua (wbt versión 4.2.2) · protocolo de prueba de ebulliciÓn de agua...

PRUEBA DE EBULLICIÓN DE AGUA

(4.2.2)

Prueba de Ebullición de Agua (WBT versión 4.2.2)

TABLA DE CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓN Y CONTEXTO 3

A. Beneficios Y Limitantes Del WBT 3

B. Pruebas de Emisiones 5

C. Interpretación De Las Medidas De La Prueba De Ebullición De Agua 5

I. PRUEBA DE EBULLICIÓN DE AGUA, PANORAMA GENERAL 6

A. Pruebas De Emisiones 7

II. PREPARANDO EL LABORATORIO 7

A. Calibración 7

B. Obtener El Equipo Necesario 7

C. Obtener La Hoja De Cálculo 8

III. PREPARÁNDOSE PARA LA EVALUACIÓN 8

A. Seguridad Y Salud 8

B. Evaluando Una Estufa Nueva 9

C. Seleccionando El Combustible Y Las Ollas Para La Prueba 9

D. Preparación Diaria 10

IV. PROTOCOLO DE PRUEBA DE EBULLICIÓN DE AGUA (WBT) 11

A. Tiempo Requerido 11

B. Consideraciones Importantes Para La Prueba 11

C. Preparación Para Cada Set De 3 Pruebas De WBT 11

D. Preparación Para Cada Prueba De WBT 13

E. Instrucciones Para Cada Fase Del WBT 14

F. Ejecución 25

V. INTERPRETANDO LOS RESULTADOS DEL WBT 25

A. Medidas Más Utilizadas 25

B. Precauciones 25

C. Características De La Estufa 26

D. Medidas De Eficiencia 26

E. Medidas De Emisiones 27

F. Medidas Adicionales 28


I. INTRODUCCIÓN Y CONTEXTO La prueba de Ebullición de Agua es una simulación simple del proceso de cocción con

la finalidad de medir cuan eficiente es una estufa en utilizar combustible para calentar

el agua en una olla y la cantidad de emisiones producidas durante el proceso.

A. Beneficios Y Limitantes Del WBT La prueba de Ebullición de agua se puede realizar en distintas partes del mundo

utilizando equipo sencillo. Si se desea medir emisiones, se necesita equipo más

complejo. Los principales beneficios son los siguientes:

Proveer asesoría inicial o de laboratorio del desempeño de una estufa en un

ambiente controlado.

Comparar la efectividad de cada modelo al desarrollar tareas similares de

cocción.

Evaluar cambios en las estufas durante su desarrollo.

Seleccionar los productos más prometedores en cuanto a evaluaciones en

campo.

Asegurar que las estufas fabricadas cumplan con el desempeño basado en el

diseño.

Todas las pruebas estandarizadas implican compensaciones. Cuando las condiciones

son altamente controladas y la variabilidad se reduce, una prueba es más capaz de

detectar cambios pequeños. Sin embargo, una prueba más controlada es a menudo

menos representativa del proceso de cocción real. Las pruebas controladas son

adecuadas para comparar los diversos aspectos técnicos del diseño de la estufa y las

evaluaciones de desempeño previas en campo. Mientras que las pruebas basadas en

laboratorio permiten diferenciar las estufas, las pruebas basadas en campo dan un

mejor indicador del rendimiento durante el uso real.

La prueba de ebullición de agua fue desarrollada para evaluar la actuación de la estufa

en una forma controlada, y por lo tanto es probable que no se parezca a las

costumbres de cocción locales como otras pruebas descritas. Aunque el WBT es una

herramienta útil por las razones expuestas anteriormente, es importante tener en

cuenta sus limitaciones. Es una aproximación del proceso de cocción y se lleva a cabo

en condiciones controladas por técnicos capacitados. Los resultados de las pruebas de

laboratorio pueden diferir de los resultados obtenidos al cocinar los alimentos reales

con los combustibles locales, incluso si la eficiencia y las emisiones se midieron

exactamente de la misma manera para ambas pruebas. Para confirmar los efectos


deseados (si se trata de la conservación de combustible, reducción de humo, u otros

impactos), las estufas deben ser evaluadas en condiciones reales de uso.

Para entender cómo funcionan las estufas con alimentos locales, prácticas de cocina y

combustibles, los evaluadores de estufas pueden utilizar la Prueba de Cocción

Controlada (CCT) que se ha desarrollado en paralelo con el WBT. El CCT es todavía

una prueba de laboratorio, pero se lleva a cabo mediante la preparación de una

versión normalizada de la comida local. La prueba de cocción No Controlada (UCT), se

lleva a cabo en el campo durante la cual los cocineros eligen cualquier comida que

quieren, operan la estufa de manera que sientan más apropiada y usando ollas aptas

para las tareas de cocción. Una prueba de rendimiento Cocina (KPT), que compara el

consumo de combustible en los hogares utilizando la estufa mejorada en los hogares

con una estufa tradicional, debe llevarse a cabo para evaluar los cambios en el

consumo de combustible entre la estufa y los usuarios. Esta prueba de campo consta

de dos estudios cualitativos: la primera ayuda a los ejecutores (proyectistas,

fabricantes, distribuidores o inversionistas) a evaluar el comportamiento de los

hogares para cocinar y las prácticas antes de la introducción de una nueva estufa y el

otro proporciona datos de seguimiento de 3-6 meses después de que la estufa se ha

introducido en un hogar. El KPT también incluye un procedimiento para comparar el

consumo de combustible en los hogares que utilizan diferentes tipos de estufas. Las

pruebas de campo son también importantes para la demostración de los resultados

para los créditos de carbono y la estimación de las contribuciones de emisiones de

gases de efecto invernadero o contaminación del aire.

Las pruebas de campo son fundamentales para justificar las afirmaciones sobre los

impactos reales sobre el consumo de combustible, emisiones de gases de efecto

invernadero o la contaminación del aire resultante de las estufas. Este documento

describe solamente la prueba de ebullición del agua. Las instrucciones para las otras

pruebas de laboratorio basadas en el ensayo Cocción Controlada, Prueba de Cocción

No controlada y Prueba de Rendimiento de Cocina están en documentos separados,

con las actualizaciones disponibles en www.cleancookstoves.org.

Esta prueba se diseñó originalmente para estufas que queman leña, pero se ha

adaptado para dar cabida a otros tipos de estufas y combustibles. Véase el Apéndice 2

para una discusión sobre el uso de combustibles no leñosas.

Los evaluadores que estén interesados en la evaluación de otras variables que pueden

influir en el rendimiento de una estufa pueden consultar los comentarios publicados

en www.cleancookstoves.org.

http://www.cleancookstoves.org/



B. Pruebas de Emisiones La eficiencia del combustible es un factor principal para los programas de estufas.

Ahora sabemos que los contaminantes atmosféricos emitidos por el uso de

combustibles sólidos tienen muchas repercusiones sanitarias y medioambientales.

Este documento contiene las instrucciones para la medición de los contaminantes

emitidos por la estufa durante la cocción, pero estos pasos pueden omitirse para

quienes no tienen el equipo necesario. La eficiencia y emisiones deben ser evaluadas

con el mismo protocolo, debido a que los cambios en la operación y diseño de la estufa

afectan a ambas.

Mientras que el consumo de combustible es una medida relativamente simple, la

determinación de las mediciones de contaminantes es significativamente más

complicada. Además de las directrices para la medición de la eficiencia de

combustible, el WBT también proporcionan directrices para medir los contaminantes

y la obtención de medidas de rendimiento de la estufa. Combinando estas mediciones

con las mediciones de eficiencia, podemos determinar un parámetro útil: Emisiones

por tarea. Las medidas de emisiones del WBT: no son a lo que las personas están

expuestas sino que son los contaminantes que salen de la estufa. Esta es una forma

más directa de comparar dos estufas que la concentración en el aire interior. Otras

organizaciones han desarrollado protocolos importantes para determinar las

exposiciones interiores. Los modelos computacionales también se han desarrollado

para estimar las concentraciones de aire en el interior sobre la base de las emisiones

de la estufa y otros parámetros.

C. Interpretación De Las Medidas De La Prueba De Ebullición De Agua

Una excelente estufa tendrá buenas medidas de eficiencia, emisiones y otros

desempeños, tales como el tiempo del punto de ebullición. Las estufas intermedias no

pueden funcionar tan bien en una de estas categorías. Los Programas de estufas,

distribuidores y los usuarios tienen prioridades individuales, que deben ser

comunicados a los evaluadores y diseñadores. Los resultados pueden variar con la

experiencia del evaluador, y las pruebas deben ser realizadas por técnicos

capacitados. La Alianza Global está trabajando con la red global de centros de

evaluaciones y conocimiento (RTKCs) para capacitar a los técnicos para realizar el

WBT.


I. PRUEBA DE EBULLICIÓN DE AGUA, PANORAMA GENERAL El WBT consta de tres fases que siguen inmediatamente una a la otra. Estos se

discuten a continuación y se muestra gráficamente en la Figura 1. Todo el WBT debe

llevarse a cabo al menos tres veces para cada estufa, que constituye un conjunto de

pruebas WBT.

1. Para la fase de alta potencia de inicio frío, el evaluador comienza con la estufa a

temperatura ambiente y se utiliza combustible de un paquete previamente

pesado para hervir una cantidad medida de agua en una olla estándar. El

evaluador luego reemplaza el agua hervida con una nueva olla de agua a

temperatura ambiente para realizar la segunda fase.

2. La fase de alta potencia de inicio caliente se lleva a cabo después de la primera

fase, mientras la estufa está caliente. Una vez más, el evaluador utiliza

combustible de un paquete previamente pesado para hervir una cantidad

medida de agua en una olla normal. Al repetir la prueba con una estufa caliente

ayuda a identificar las diferencias en el rendimiento entre una estufa cuando

esta fría y cuando está caliente. Esto es particularmente importante para las

estufas con elevada masa térmica, ya que las mismas pueden mantenerse

calientes durante la práctica.

3. La fase de hervir a fuego lento proporciona la cantidad de combustible

requerido para 5 litros de agua y por debajo del punto de ebullición durante 45

minutos. Este paso simula el tiempo de cocción de las legumbres o leguminosas

comunes en gran parte del mundo.

Fig.1 Temperatura durante las tres fases de la prueba de ebullición. Fuente:

Nordica MacCarty


Una prueba de estufa completa debe incluir siempre las tres fases de la prueba. Una

prueba rápida para el uso interno de un laboratorio puede incluir sólo el arranque en

frío y cocinar a fuego lento si la estufa tiene poca masa (sin cerámica) y pruebas de

ebullición anteriores han demostrado que las fases de arranque en frío y de arranque

en caliente producen los mismos resultados.

A. Pruebas De Emisiones

Este protocolo de prueba básico incluye instrucciones opcionales para la medición de

Monóxido de Carbono (CO), Micropartículas (PM) y Dióxido de Carbono (CO2) en la

chimenea de la estufa, también se pueden medir otros contaminantes.

II. PREPARANDO EL LABORATORIO En esta sección se describen los pasos necesarios para preparar el laboratorio para su

análisis. La calibración debe hacerse con regularidad. Los otros pasos se deben hacer

sólo una vez en cada lugar.

A. Calibración

El equipo, incluyendo el termómetro de grabado de tiempo real, las balanzas y el

equipo de emisiones, debe ser calibrado periódicamente para garantizar la

normalización de los resultados. Los termómetros de grabado de tiempo real pueden

ser calibrados usando puntos fijos termométricos (es decir, un baño de hielo y agua

hirviendo). Los sistemas de muestreo de filtro deben ser revisados bajo presión

negativa. Sensores de presión barométrica pueden calibrarse usando un calibrador de

presión automático. Los sensores de humedad relativa pueden ser calibrados con

soluciones salinas acuosas. Las balanzas y cronómetros se pueden calibrar

comprobando la exactitud de masas de prueba y con un reloj de referencia,

respectivamente. Para el equipo de las emisiones, la calibración se puede hacer con

comprobación del cero y el uso de gases comprimidos. Todos los componentes

principales deben ser evaluados para asegurar su funcionalidad y reparar en caso

necesario. El mantenimiento de equipos de laboratorio debe realizarse según las

recomendaciones del fabricante y según sea necesario.

Consulte otros recursos, por ejemplo, procedimientos operativos estándares de US

EPA, para más información y pautas sobre la frecuencia de la calibración.

B. Obtener El Equipo Necesario

Balanza con una capacidad de al menos 6 kg y precisión de ± 1 gramo

Material resistente al calor para proteger la balanza

Termómetro digital con una precisión de 0,5 °C, con sonda de termopar

adecuado para la inmersión en líquidos


Medidor de humedad

Cronómetro

Cinta métrica para la medición de la madera y la estufa (cm)

Ollas estándar: ollas que se utilizan en su región y tienen un volumen de

aproximadamente 7 litros (para las pruebas de 5-L) o 3.5 litros (para las

pruebas de 2.5-L). Para cada tamaño, usted debe elegir una forma estándar

(altura y circunferencia) que se utilice en su área.

Regla de madera o metal para fijar el termómetro en agua (véase el apéndice

1.1)

Espátula para quitar el carbón de la estufa

Tenazas para el manejo de carbón

Cacerola para la transferencia de carbón

Bandeja de metal para sostener el carbón para su pesaje

Guantes resistentes al calor

Equipo para emisiones

C. Obtener La Hoja De Cálculo

Las mediciones del WBT se pueden registrar en el libro de Excel titulado WBT_data-

calculation_sheet_4.2.2.xls que se proporciona en www.cleancookstoves.org:

Communities Communities of Practice Testing Laboratories

Esta hoja de cálculo utiliza las ecuaciones en el Apéndice 4. Usted también puede

hacer los cálculos a mano, siguiendo las ecuaciones en el Apéndice 4. El libro WBT y

Excel se pueden actualizar y WBT_data-calculation_sheet_4.2.2.xls puede no ser la

versión más reciente. Por favor, asegúrese de tener la última versión de la hoja de

trabajo y el protocolo, visite el sitio web.

Este documento asume que se va a utilizar la hoja de cálculo Excel. Indica las hojas

dentro de la hoja de cálculo en la que se introducen los datos de la siguiente manera:

(Nombredehoja). Por ejemplo, los resultados de los ensayos se muestran en la hoja de

resultados.

Usted no utilizará los valores caloríficos. Estas hojas contienen los datos que se

utilizan para los cálculos a lo largo de la hoja de cálculo.

III. PREPARÁNDOSE PARA LA EVALUACIÓN

A. Seguridad Y Salud

Para garantizar la seguridad y la salud del evaluador, se deben usar una mascarilla y

protección ocular.



B. Evaluando Una Estufa Nueva Es necesario realizar al menos una prueba en cada tipo de estufa. El evaluador debe

realizar suficientes pruebas para familiarizarse con el procedimiento de prueba y con

las características y el funcionamiento de la estufa. Esto proporcionará una indicación

de cuánto combustible se requiere para hervir la cantidad requerida de agua.

Las estufas nuevas también deben usarse antes de la prueba porque el rendimiento de

la estufa puede variar en función de la frecuencia que se ha utilizado la misma. A veces

las estufas nuevas tienen componentes cerámicos que contienen cantidades

desconocidas de humedad. Es útil encender la estufa primero para eliminar cualquier

humedad antes de realizar cualquier prueba.

C. Seleccionando El Combustible Y Las Ollas Para La Prueba

1. Determinar el tipo y características del combustible a utilizar: El tipo, tamaño y

la humedad del combustible tiene un efecto importante en los resultados de

pruebas de rendimiento de la estufa. Por esa razón, todas las pruebas de una

sola estufa, o todas las pruebas para comparar diseños o estufas, se deben

hacer con el combustible del mismo tipo y contenido de humedad, y de tamaño

similar. Así mismo, tratar de obtener todo el combustible de la misma fuente, si

es posible.

Se sugiere utilizar combustible entre 1.5 cm x 1.5 cm a 3 cm x 3 cm. Si la

comparación entre laboratorios es un objetivo para las pruebas, se debe

utilizar madera con dimensiones de sección transversal de 1.5x1.5cm.

2. Determinar el tipo de olla que va a utilizar y registrar su tamaño y forma. La

olla de 7 litros se debe utilizar con excepción de las siguientes situaciones:

La estufa está diseñado para una olla mucho más pequeña y no puede

hervir 5 litros de agua (utilizar olla de 3.5 litros).

Es extremadamente raro que se acostumbre a hervir hasta 5 litros de

agua en su región (utilice la olla de 3.5 litros)

La estufa está diseñada para una olla específica (utilice la olla para la

cual la estufa fue diseñada.

Si utiliza la olla de 7 litros, utilice 5 litros de agua para cada fase del WBT. Si

utiliza la olla de 3.5 litros, utilice 2.5 litros de agua para cada fase.

Aunque algunas de las medidas del WBT han sido normalizadas a la cantidad

de agua hervida, los resultados no deben ser comparados entre estufas de

diferentes tamaños. La realización de pruebas con una olla de tamaño estándar

mejora la repetitividad y comparación.


D. Preparación Diaria 1. Asegúrese que haya suficiente espacio y tiempo suficientes para llevar a cabo la

prueba sin interrupciones. Las pruebas deben realizarse bajo techo en una

habitación que esté protegida del viento, pero con suficiente ventilación para

ventilar las emisiones nocivas de la estufa. El viento, la transferencia de calor,

cambios de aire entre la estufa y la olla afectarán los resultados de la prueba, y

esto debe evitarse.

2. Prepare el combustible. Preparar y pesar bastante combustible para cada WBT

que se lleve a cabo. Cada paquete debe ser de al menos de 5 kg. Algunas estufas

pueden necesitar más combustible. La leña que se utilizará para iniciar el fuego

debe estar preparada antes de tiempo y se incluye en los paquetes pre-pesados

de combustible.

3. Determinar el contenido de humedad del combustible a utilizar.

4. Preparar agua. Se necesitan al menos 10 litros de agua (5 litros para ollas

pequeñas) para cada olla que se utiliza en las tres fases del WBT. Si el agua es

escasa en la zona, el agua utilizada el día anterior puede ser enfriada y

reutilizada en la prueba del día siguiente. El agua debe estar a temperatura

ambiente antes de la prueba. No empiece las pruebas con agua que está más

caliente que la temperatura ambiente.


IV. PROTOCOLO DE PRUEBA DE EBULLICIÓN DE AGUA (WBT)

A. Tiempo Requerido

Tomará de 1 ½ - 2 horas para realizar las fases alta y baja potencia (inicio frío y

caliente) para una estufa. Tomará 4 ½ - 6 horas para hacer una serie de tres WBT´s

por una estufa.

B. Consideraciones Importantes Para La Prueba

1. El sistema de cocción incluye una estufa, combustible, una olla y un operador.

Todos los cuatro afectan el rendimiento del sistema.

2. Ninguna prueba debe requerir que la estufa realice una tarea que no se llevaría a

cabo durante su funcionamiento normal.

3. Se debe utilizar la misma cantidad de combustible y la olla para cada prueba si

desea comparar diseños o estufas. Sin embargo, nunca se debe utilizar un

combustible o una olla para una estufa que no fue diseñada para eso.

4. El funcionamiento de la estufa tiene un gran efecto sobre el resultado de las

pruebas de rendimiento. Todas las pruebas de una sola estufa, y todas las pruebas

para evaluar las mejoras en el diseño, se deben hacer con el funcionamiento

coherente de la estufa. Documentar la operación con los procedimientos escritos,

fotos y videos (si es posible).

C. Preparación Para Cada Set De 3 Pruebas De WBT 1. Crear un nuevo archivo de Excel para cada conjunto de tres pruebas, hacer una

copia de “WBT_data-calculation_sheet_4.2.2.xls". El evaluador debe llenar las celdas

de color gris, las otras celdas son cálculos.

2. Llene la hoja de “General Information Sheet” la cual pide que documente lo

siguiente:

a. Prueba y Descripción de la Estufa:

Número de Prueba

Fecha

Nombre del Evaluador

Lugar

Modelo de Estufa

Fabricante

Descripción y Notas acerca de la estufa

b. Condiciones ambientales

Temperatura ambiente (°C)

Humedad relativa del aire (%)

Punto de ebullición local del agua (°C)

c. Evaluación de emisiones (opcional)


Presión atmosférica (kPa)

Pitot delta-P

Rango del flujo de chimenea o campana (m3/hr)

Temperatura del ducto (°C)

d. Notas o descripción sobre la estufa o la operación que no se incluyen en otra

parte de este formulario, especialmente adición de combustible, durante las

pruebas de alta potencia y cocción a fuego lento (usted debe saber esto de sus

prácticas de prueba) pesar las ollas secas sin tapa y el recipiente para carbón.

e. Descripción del Combustible

Tipo de Combustible (seleccionar de la lista)

Descripción de combustible (seleccionar de la lista)

Longitud promedio (cm)

Dimensiones transversales (cm x cm)

Los valores caloríficos netos y brutos y el contenido de carbón (por su

propia medida o rellenado de forma automática basándose en el tipo de

combustible seleccionado)

Descripción del material para iniciar el fuego, astillas o leña pequeña.

f. Descripción de la operación de prueba de alta potencia

¿Cómo se inició el fuego?

¿Cuándo se agrega nueva leña al fuego?

¿Cuánto combustible se agrega a la vez?

¿Con qué frecuencia usted alimenta el fuego sin la adición de combustible

(por ejemplo, empujando los palitos)?

¿Se controla el aire por encima o por debajo del fuego? Si es así, ¿qué

hace?

g. Descripción del funcionamiento durante la prueba a fuego lento

¿Cómo se inició el fuego?

¿Cuándo se agrega nueva leña al fuego?

¿Cuánto combustible se agrega a la vez?

¿Con qué frecuencia usted alimenta el fuego sin la adición de combustible

(por ejemplo, empujando los palitos)?

¿Se controla el aire por encima o por debajo del fuego? Si es así, ¿qué

hace?

Guía para la descripción de la estufa: Tome fotos de la estufa, si es posible. Utilice

una cinta métrica para registrar las dimensiones de la estufa. Un dibujo de la

sección transversal de la estufa con dimensiones puede ser útil. Identificar los

materiales utilizados para la construcción de la estufa. Use una hoja adicional si es

necesario.


3. Llene la hoja de [humedad del combustible] si está utilizando un medidor de

humedad de mano. Una copia de esta hoja se da en el Apéndice 7 si desea rellenarlo

a mano, pero usted tendrá que introducir los valores en la hoja de trabajo para

obtener el contenido de humedad calculado.

4. Determine si el combustible se alimenta de forma continua o por lotes. Muchas

estufas de leña o de residuos agrícolas se alimentan de manera continua, mientras

que la mayoría de las estufas de carbón y de combustibles líquidos se cargan con

combustible antes de la prueba. Los dos tipos de alimentación se evalúan de

manera diferente.

5. No continúe si el viento afecta la prueba.

D. Preparación Para Cada Prueba De WBT 1. Imprimir una hoja de Test Entry Sheet para llenar los datos a mano.

Prepare una olla (o más si la estufa es para varias ollas) para la prueba de arranque

en frío. Registre el peso en seco de cada olla (g). Llene cada olla con 5 kg (5 litros)

de agua limpia a temperatura ambiente. Si se utiliza la olla estándar más pequeña,

llene cada una con 2.5 kg o 2.5 litros de agua. La cantidad de agua debe ser

determinada mediante la colocación de la olla en la balanza y la adición de agua

hasta que el peso total de la olla y el agua es de 5 kg (o de 2,5 kg) más del peso de la

olla sola.

Si la estufa no puede acomodar la olla estándar y la olla que se utiliza no puede

almacenar 5 (o 2.5) kg de agua, o si es una estufa para ollas múltiples que no son

estándares y que no pueden almacenar 5 (o 2.5) kg de agua, llene cada recipiente

aproximadamente 2/3 de su capacidad y registre el cambio de procedimiento en el

espacio de comentarios. Utilice la misma cantidad de agua para cada fase y cada

prueba.

Registre el peso de la olla(s) con agua (g), para la fase Inicio Frío.

2. Si tiene suficientes ollas, prepare ollas adicionales y el agua para la prueba de inicio

caliente. Si no hay suficientes ollas disponibles, mida los volúmenes necesarios de

agua en otro recipiente.

3. Mida y registre las condiciones ambientales: temperatura del aire (°C), las

condiciones de viento (seleccionar de la lista).

4. (Opcional para la medición de las emisiones) Registre las concentraciones de CO2

(ppm), CO (ppm) y las concentraciones de partículas (g/m3).

En versiones anteriores de la hoja de cálculo, la descripción del combustible y valor calorífico

fueron introducidas en la Hoja de Prueba. En esta versión estos valores son tomados desde la


hoja (Información General). El mismo tipo de combustible, tamaño y contenido de humedad

debería ser usado para las tres replicaciones del WBT.

E. Instrucciones Para Cada Fase Del WBT

El resto de los datos de las tres fases de la prueba se deben registrar en el formulario

de entrada de prueba. La estufa debe comenzar a temperatura ambiente.

Fase I. Inicio Frío (Alta Potencia)

Instrucciones Información,

Sección de

Inicio Frío, alta

potencia

Unidades Comentarios

1 Prepare el cronómetro pero aún no empiece

2 De manera continua: Pese el

bulto de leña y las astillas para

iniciar el fuego.

Batch: (Incluye carbón,

etanol, queroseno y cocinas de

GLP) Pesar la estufa cargada

de combustible.

Peso del

combustible,

Iniciar

Peso del

combustible,

Iniciar

g

g

Medición continúa

de temperatura: La

temperatura del agua

podría ser registrada

continuamente si el

equipo está disponible

para hacerlo.

3 Coloque la olla en la estufa.

Use los accesorios de madera

para colocar un termómetro

en cada olla para que la

temperatura del agua pueda

ser medida en el centro, 5 cm

desde la parte inferior. Si hay

ollas adicionales, utilice los

termómetros adicionales si es

posible. Mida la temperatura

inicial del agua en cada olla.

Confirme que no varía

notablemente de la

temperatura ambiente.

La olla no debe estar tapada durante la prueba

Temperatura

del agua,

Iniciar

°C Tapaderas: Mientras

que una tapadera

ayuda a retener el

calor y se utiliza a

menudo en tareas

reales de cocción, que

no afecta a la

transferencia de calor

de la estufa a la olla.

Las tapaderas pueden

aumentar la

variabilidad de los

resultados del WBT,

por lo que es difícil

comparar los

resultados de

diferentes pruebas



Sección de

Inicio Frío, alta

potencia


4 Opcional para la medición

de emisiones:

Anotar las concentraciones

base y temperatura del ducto.

Para las mediciones de

emisiones en tiempo real,

empezar a anotar la medición

de partículas. Para las

mediciones basadas en filtros,

encienda el flujo en el filtro de

partículas. Comience a

registrar la medición de las

emisiones de CO y CO2.

CO2 base

CO base

PM base

Temperatura

del Ducto

Las mediciones

de emisiones en

tiempo real son

registradas por

el equipo de

emisiones.

ppm

ppm

μg/m3

°C

5 Inicie el fuego de una manera

reproducible de acuerdo con

las prácticas locales. (Este

procedimiento debe ser

documentado.)

Tiempo, Iniciar hr: min.

6 Una vez que el fuego ha sido

encendido, inicie el

cronómetro y registre la hora.

Lleve rápidamente la primera

olla al punto de ebullición sin

ser excesivamente

derrochador de la utilización

de leña del paquete

previamente pesado.

Controlar el fuego con los

medios de uso común a nivel

local. (Este procedimiento

debe ser documentado.)

Tiempo, Iniciar hr: min.



Sección de

Inicio Frío, alta

potencia


7 Cuando el agua de la primera

olla alcanza el punto de

ebullición local

predeterminada mostrado en

el termómetro digital, hacer

rápidamente los pasos 7.a -

7.f.

a. Registre el tiempo en el cual el

agua de la olla primaria (La

olla #1) alcanza la

temperatura de ebullición

local. Anote esta temperatura

también.

Tiempo Final,

Temperatura

del Agua

hr: min

°C

Emisiones durante

las mediciones de

combustible: Este

procedimiento no está

incluido en la

medición de las

emisiones, ya que no

forma parte del

funcionamiento

normal

b. Opcional para la medición

de emisiones: Apague el flujo

en el filtro de partículas (para

mediciones basados en

filtros). Retire y almacene

adecuadamente y cambie el

filtro.

c. Continua: Quite toda la leña

de la estufa y apague las

llamas. Las llamas pueden

extinguirse colocando los

palos en un cubo de ceniza o

arena, no utilice agua que

afectará el peso de la madera.

Elimine todo el carbón suelto

de los extremos de la madera

en el recipiente para pesar

carbón.

Pesar la leña sin quemar

retirándola de la estufa junto

con la madera restante del

paquete previamente pesado.

Peso del

Combustible,

finalizar

g

Método alternativo

para pesar carbón:

Si su balanza puede

soportar el peso de la

estufa, puede pesar

toda la estufa con el

carbón en lugar de

eliminar el carbón.



Sección de

Inicio Frío, alta

potencia


Extraer todo el carbón que

queda de la estufa. Pesar el

carbón restante con el carbón

que se desprendió de los

palos.

Batch: Quite todo de la estufa

y apague las llamas. Separe

cuidadosamente el carbón y la

madera y pesar por separado.

Peso del carbón

y ceniza, Final

g

d. Para las estufas con varias

ollas, medir la temperatura

del agua de cada olla (la olla

principal debe estar en el

punto de ebullición).

Peso del

Combustible,

Peso del

carbón, Final

g

Métodos

alternativos para

mediciones de

carbón para Batch-

Bed Stoves: En

versiones anteriores,

el carbón no era

pesado de manera

separada.

Reflexionando sobre

las recomendaciones

de varios

comentaristas, las

instrucciones han sido

modificadas para

mejorar la cantidad

restante de madera y

carbón.

e. Pesar cada olla con agua Temperatura

del Agua

°C

f. Botar el agua caliente de cada

olla

Peso de cada olla con agua

g

Con esto se completa la fase de alto poder de inicio en frío. A continuación,

comenzará la fase de alto poder de encendido caliente, de inmediato, mientras que la

estufa está caliente. Tenga cuidado de no quemarse¡¡¡¡


Fase II. Inicio Caliente

Instrucciones Información, Sección de

Inicio Caliente, alta potencia

Unidades

1 Prepare el cronometro pero

aún no empiece

2 Si la olla para la fase de inicio

caliente no se ha preparado de

antemano, vuelva a llenar la

olla con 5 (ó 2.5) kg de agua

fresca a temperatura

ambiente. Pese la olla (con

agua) y medir la temperatura

inicial del agua. Para las

estufas con varias ollas, llene

las ollas adicionales, pesarlos

y registrar su peso.

Peso de la

olla(s) con

agua, Iniciar

g Medición continúa de temperatura: La temperatura del agua podría ser registrada continuamente si el equipo está disponible para hacerlo.

3 Continua: Anote el peso del

segundo paquete de leña junto

con las astillas

Batch: Pese la estufa cargada

con combustible

Peso del

combustible,

Iniciar

Peso del

combustible,

Iniciar

g g

4 Coloque la olla en la estufa e

inserte el termómetro en la

olla.

Mida la temperatura inicial del

agua en cada olla.

Confirme que no varía

sustancialmente de la

temperatura ambiente.

Temperatura del agua, Iniciar

°C

5 Opcional para la medición

de emisiones: Para medidas

basadas en filtros, encienda el

flujo en el filtro de partículas.

Las mediciones

de emisiones en

tiempo real son

registradas por

equipos para

emisiones.




Unidades

6 Iniciar el fuego usando

combustible del segundo

paquete de leña pesado

previamente designado para

esta fase de la prueba. Siga el

proceso de encendido que se

utiliza en la fase I.

7 Una vez que el fuego ha

encendido, iniciar el

cronómetro. Anotar la hora de

inicio. Lleve la primera olla

rápidamente a ebullición sin

desperdiciar leña. Controlar el

fuego mediante el

procedimiento utilizado en la

Fase 1.

Tiempo, Iniciar hr: min

8 Cuando el agua de la primera

olla alcanza la temperatura de

ebullición local

predeterminada como se

muestra en el termómetro

digital, hacer rápidamente los

pasos 8.a - 8.e.

Rapidez y seguridad:

la velocidad y la

seguridad son

importantes en el paso

8, porque la


debe estar lo más cerca

posible al punto de

ebullición con el fin de

proceder directamente

a la fase de fuego lento.

La olla de agua caliente

puede ser cubierta

temporalmente con una

tapa y se coloca en un

plato caliente (si está

disponible).

Estufas con varias

ollas: la temperatura y

el peso de las ollas

a. Registre el tiempo en el que el

agua en la olla primaria (La

olla #1) alcanza la

temperatura de ebullición

local. Anote esta temperatura

también.

Tiempo Final,

Temperatura

del Agua

hr: min

°C

b. Opcional para la medición de

emisiones: Apague el flujo en

el filtro de partículas (para

mediciones basadas en filtros).

Retire y almacene

adecuadamente y cambie el




Unidades

filtro. adicionales finales

pueden anotarse. Sin

embargo, los

indicadores para

evaluar la energía

suministrada a las ollas

deben desarrollarse

más.

Ver la discusión de

estufas para varias

ollas en el Apéndice 2 y

la discusión para

indicadores adicionales

en el Apéndice 8



llamas. Elimine todo el carbón

suelto de los extremos de la

madera en la cámara de

combustión de la estufa. (en

esta parte no se pesa el carbón

ni ceniza).


retirándola de la estufa junto

con la madera restante del

paquete previamente pesado.

Batch: Pese la estufa junto con

el combustible.

Registre cero para el peso del

carbón.

Peso del

combustible,

Finalizar

Peso del

combustible,

Finalizar.

Peso del

carbón=0,

Finalizar

g

g

g

d. Para las estufas con varias

ollas, medir la temperatura del

agua de cada olla (la olla

principal debe estar en el

punto de ebullición).

Temperatura del agua, Finalizar

°C

e. Pesar cada olla con agua Peso de cada olla con agua, Finalizar

g

f. Meta la leña quemada otra vez

dentro de la estufa. Proceda

inmediatamente con la prueba

de baja potencia.

Fase III. Baja Potencia, Hervir a Fuego Lento


Esta parte de la prueba está diseñada para poner a prueba la capacidad de la estufa

para pasar a una fase de baja potencia después de una fase de alta potencia con el fin

de hervir el agua durante 45 minutos utilizando una cantidad mínima de combustible.

Para las estufas con varias ollas, sólo se evaluará el rendimiento a fuego lento para la

primera olla.

Instrucciones Información, Baja Potencia

Unidades

1. Prepare el cronómetro pero

aun no empiece

2. Anote el peso de la olla con

agua.

Peso de las olla con agua, Iniciar

g

3. Continua: Anote el peso del

combustible sobrante de la

segunda fase más el tercer

paquete de combustible y las

astillas.

Batch: Pese la estufa cargada

con el combustible sobrante

de la segunda fase.

Peso del combustible, Iniciar

Peso del combustible, Iniciar

g

g

4. Reencienda la leña caliente

que fue reemplazada. Siga el

procedimiento de la Fase I.

5. Opcional para la medición de

emisiones: Para medidas

basadas en filtros, encienda el

flujo en el filtro de partículas.

Las mediciones

de emisiones en

tiempo real son

registradas por

equipos para

emisiones.

6. Una vez que el fuego ha sido

encendido, iniciar el

cronómetro. Anotar la hora de

inicio.

Tiempo, Iniciar hr: min

7. Coloque la olla en la estufa e

introduzca el termómetro en

el agua.



Unidades

8. Por 45 minutos mantenga el

fuego a un nivel que mantiene

la temperatura del agua lo más

cerca posible a 3 grados por

debajo del punto de ebullición.

La prueba es inválida si la

temperatura en la olla baja de

más de 6 ° C por debajo del

punto de ebullición local.

Manteniendo la

temperatura:

Muchas estufas

carecen de la

capacidad de pasar a

baja potencia lo que

hace que sea difícil de

mantener la

temperatura deseada

sin que se apague el

fuego (especialmente

después de que se

haya consumido la

carga inicial de

combustible). En este

caso, utilice la mínima

cantidad de leña

necesaria para

mantener el fuego sin

que se apague. La


en este caso será

superior a 3 ° bajo

punto de ebullición,

pero la prueba sigue

siendo válida. El

evaluador no debe

tratar de reducir el

poder quebrando la

leña en trozos más

pequeños.

9. Después de los 45 minutos,

rápidamente haga los pasos

9.a-9.b

a. Anote el tiempo. Registre la

temperatura final del agua que

todavía debe ser de 3 °C por

debajo del punto de ebullición

establecido.

Tiempo, temperatura final del agua, Finalizar

g °C

b. Opcional para la medición de

emisiones: Apagar el flujo al

filtro de partículas (para

mediciones basados en

filtros). Retire y almacene

adecuadamente el filtro.



llamas. Elimine todo el carbón

suelto de los extremos de la

leña en el recipiente para

carbón.


retirada de la estufa junto con

la leña restante del segundo

bulto pesado previamente.

Extraer todo el carbón que

queda de la estufa. Pesar el

Peso del combustible, Finalizar

Peso del carbón más el contenedor, Finalizar

g

g



Unidades

carbón restante junto con el

carbón de las puntas de los

leños.

Batch: Quite todo el sobrante


llamas.

Separar cuidadosamente el

carbón y la leña no quemada y

pesar por separado.

Peso del combustible, Finalizar Peso del carbón más el contenedor, Finalizar

g

g

d. Pese la olla con el agua que ha quedado

Peso de la olla g


Cambios En Las Condiciones De Las Pruebas Para Mejorar La Repetitividad

El WBT está diseñado para evaluar muchas estufas en diferentes lugares, pero las

comparaciones se vuelven menos confiables cuando las condiciones de prueba

varían. Usted debe identificar los objetivos de la prueba para decidir sobre la forma

de la prueba. Si está utilizando el WBT como medida preliminar de desempeño de

la estufa durante la fase de diseño, entonces hay que adaptar el protocolo a las

condiciones locales. Algunos laboratorios pueden estar utilizando pruebas para

comparar el rendimiento de sus estufas con otros modelos de la estufa. En estas

situaciones, se pueden hacer algunos cambios a la prueba para mejorar la

repetitividad. Sin embargo, advertimos que estos cambios pueden hacer que la

estufa funcione de forma diferente de lo que sería en la práctica. Si las pruebas de

laboratorio son muy diferentes que en la operación real, entonces las

comparaciones realizadas en el laboratorio pueden llevar a conclusiones erróneas

acerca del funcionamiento real de las estufas. Los cambios específicos en el WBT

deben tenerse en cuenta en la documentación de cada prueba.

1. Combustible:

a. Tipo: Utilizar leña con un alto poder calorífico (entre 20-21 MJ/Kg) sin excesivo

contenido de resina, debería ser usada para todas las pruebas. Escoja una

especie que sea bastante utilizada en la región.

b. Dimensiones: los combustibles sólidos de distintos tamaños tienen diferentes

características de combustión. Algunos laboratorios utilizan leña con

dimensiones de 1.5cmx1.5cm.

c. Contenido de humedad: Todas las pruebas deben realizarse con madera de bajo

contenido de humedad (los valores utilizados han sido 6,5% o 10% sobre una

base húmeda). Esto reduce la variabilidad, pero puede haber diferencia en la

combustión en cuanto a las condiciones de campo.

2. Temperatura inicial del agua:

Una temperatura inicial fija puede elegirse para el agua en lugar de depender de

la temperatura ambiente (15 °C se ha utilizado).

3. Olla:

Las pruebas deben llevarse a cabo, ya sea con una olla grande estándar (con una

capacidad de 7 litros) o una olla pequeña estándar (con una capacidad de 3

litros), dependiendo del tamaño de la estufa.


F. Ejecución Las tres fases descritas anteriormente completan el WBT. Asegúrese de que ha

introducido todos los datos requeridos. Para compartir resultados que no son de

propiedad puede hacerlo a [email protected]. Compartir datos sobre las

pruebas en todo el mundo ayuda a la comunidad de estufas a entender las mejores

soluciones para las intervenciones y las opciones de diseño de estufas.

V. INTERPRETANDO LOS RESULTADOS DEL WBT En esta sección se explica cómo interpretar los indicadores de desempeño de la estufa

producidos por la prueba de ebullición del agua. Los cálculos de estos indicadores esta

hecho de acuerdo a las ecuaciones en el Apéndice 4 y 6.

Cada uno de estos indicadores es valioso, y le corresponde a cada programa de estufas

determinar qué indicadores son los más importantes para su programa.

A. Medidas Más Utilizadas Las medidas que la mayoría de los programas de estufas se resumen aquí.

Características de la estufa: velocidad de combustión, potencia de fuego, capacidad de

reducción de potencia.

Las medidas de eficiencia y rendimiento: el tiempo de hervir, el consumo específico de

combustible, la eficiencia térmica.

Medidas de emisiones: emisiones por combustible quemado, las emisiones por MJ,

emisiones por tarea de cocción.

B. Precauciones

Los resultados de las pruebas de alta potencia y baja potencia pueden variar en gran

medida. Las estufas a menudo tienen un buen desempeño en la prueba de alta

potencia y un mal desempeño en la prueba de baja potencia o viceversa. Los

evaluadores deben examinar los resultados de ambos tipos de pruebas en lugar de

depender de los totales.

Aunque algunos de los indicadores se normalizan para la cantidad de agua hervida, las

comparaciones de las estufas de diferentes tamaños se debe hacer con cuidado.

Los informes de las fases individuales (de alta potencia de inicio frío, de alta potencia

de inicio caliente, y cocción a fuego lento) pueden ser menos precisos que el total

general. Esto es especialmente cierto debido a que el evaluador no pesa el carbón

después de la prueba de inicio caliente, por lo que las estimaciones del combustible

utilizado durante el inicio caliente y cocción a fuego lento no son exactas.


C. Características De La Estufa Velocidad de Combustión. Una medida de los gramos promedio de leña quemada por

minuto durante la prueba. Cuando se compara entre las pruebas, se compara la

consistencia con que el usuario estaba operando la estufa. Cuando se compara entre

fogones, esta medida indica la rapidez con que la estufa consume combustible.

Potencia de fuego. Es una medida de qué tan rápido se quema el combustible,

expresado en vatios (jules por segundo). Se ve afectada tanto por la estufa (tamaño de

la entrada de combustible/cámara de combustión) y la operación del usuario (tasa de

alimentación de combustible). Por lo general, es una medida útil de la salida de calor

de la estufa, y un indicador de la consistencia del operador de la estufa en varias

pruebas. Un valor más alto o más bajo no es necesariamente preferible, sino más bien

es un indicador del tamaño de la estufa.

Relación de reducción de poder. Indica cuanto el usuario ajusta el calor entre las fases

de baja potencia y alta potencia. Un valor más alto indica una mayor proporción de

alta potencia a baja potencia, y puede ser señal de un mayor rango de control de

potencia en la estufa. Sin embargo, este valor refleja sólo la cantidad de control de

potencia que se utilizó en realidad.

D. Medidas De Eficiencia Tiempo de ebullición. Tiempo que le tomo a la primera olla en llegar al punto de

ebullición desde la temperatura inicial.

Temperatura del tiempo de ebullición corregida. El tiempo que le tomo a la olla #1 en

llegar a la temperatura de ebullición, corregida para reflejar un aumento de

temperatura de 75 °C de inicio a ebullición. Esta medida se puede comparar con otras

pruebas y estufas para determinar la velocidad de la estufa en alta potencia, un factor

importante para los cocineros.

Eficiencia térmica. Es una medida de la fracción de calor producido por el combustible

que llegó directamente al agua en la olla. La energía restante se pierde en el ambiente.

Por lo tanto una eficiencia térmica más alta indica una mayor capacidad para

transferir el calor producido hacia la olla. Mientras que la eficiencia térmica es una

medida bien conocida del desempeño de la estufa, un mejor indicador puede ser el

consumo específico, especialmente durante la fase de baja potencia del WBT. Esto se

debe a que una estufa que es muy lento para hervir puede tener un muy buen

resultado en cuanto a Eficiencia Térmica porque una gran cantidad de agua se

evaporó. Sin embargo, el combustible utilizado por el resto del agua puede ser muy

alto ya que gran parte del agua se evapora y tomo mucho tiempo para hervir el agua

de la olla.


Consumo específico de combustible. Esta es una medida de la cantidad de combustible

requerido para hervir 1 litro de agua. Se calcula por el combustible seco equivalente

utilizado menos la energía en el carbón restante, dividido por los litros de agua

restantes al final de la prueba. De esta manera, se toma en cuenta el combustible

utilizado para producir un litro útil de "alimentos" y, esencialmente, el tiempo

necesario para ello. El consumo específico de combustible es listado en el IWA metric

for Low Power, Este se reporta en MJ/ (min. x L).

Consumo especifico-Temperatura del tiempo de ebullición corregida. El tiempo que le

tomo a la olla #1 en llegar a la temperatura de ebullición, corregida para reflejar un

aumento de temperatura de 75°C de inicio a ebullición. Esto es para comparar

diferentes pruebas que han tenido diferentes temperaturas de inicio o ebullición. A

mayor consumo específico-temperatura corregida, más combustible es necesario para

completar la misma tarea de producir un litro de agua hirviendo.

Consumo de Energía- Temperatura del tiempo de ebullición corregida. Esta es la misma

medida que la anterior pero ésta se reporta en energía (kilo-joules) en vez de

combustible (gramos). Esto permite una comparación directa entre los combustibles

como distintos tipos de leña, carbón, estiércol, etc.

Valores de referencia. Los valores de referencia combinan las fases de inicio en frío,

inicio en caliente y cocción a fuego lento en un solo valor para la prueba general. Es el

promedio de consumo específico de temperatura corregida (o emisión) en el inicio en

frío y caliente, más la cocción a fuego lento. Tener un valor global puede ser útil en la

comparación de un gran número de diseños de estufas.

E. Medidas De Emisiones

Estas emisiones métricas se pueden utilizar para el CO2, CO, PM, u otros tipos. A través

de diferentes emisiones métricas, las emisiones se reportan como masas sobre una

base seca equivalente. Si se miden partículas ultra-finas (partículas de menos de 100

nm), este resultado puede ser reportado como el número de partículas.

Las emisiones por MJ hacia la olla (IWA Métricas de alta potencia de las emisiones

totales, CO y PM) - Esta medida es preferible para las fases de alta potencia porque

reporta las emisiones en cuanto a la salida deseada, energía para cocción y permite

comparaciones entre las estufas y combustibles. La energía para cocinar que llega a la

olla se mide como el calor sensible que elevó la temperatura del agua de la olla y el

calor latente que produce vapor.

Índice de emisión (emisiones por hora). (IWA Métricas para emisiones intradomiciliares, CO y

PM). Este indicador especifica la masa emitida sobre la duración de una fase. La tasa de

emisión general para determinar el IWA Tier se basa en lo que sea mayor de la alta


potencia o baja potencia de emisión de CO. La tasa de emisión de alta potencia es el

promedio de las fases de inicio caliente e inicio frío.

Tasa específica de emisión (Emisiones por tiempo por litro de agua) (IWA Métricas para

emisiones totales de bajo poder, CO y PM). Esta medida es preferible para la fase de baja

potencia debido a la dificultad en el cálculo de la energía hacia la olla debido a la

limitada medición de calor (temperatura del agua relativamente constante) y la

variación en la medición de calor latente (producción de vapor muy variable).

Emisiones por tarea y emisiones por peso de combustible consumido- Estos son también

reportados, sin embargo, estos indicadores tienen menos comparación entre las

diferentes estufas.

F. Medidas Adicionales Estas medidas adicionales se pueden encontrar en las hojas de pruebas individuales

(Test-1), (Test-2) y (Test-3).

El agua evaporada de todas las ollas. Si este valor es alto en comparación con otras

estufas, entonces una alta eficiencia térmica puede no ser una buena medida del

desempeño de la estufa. Esto podría significar que la estufa está hirviendo demasiada

agua.

La temperatura del agua en ollas adicionales. Las altas temperaturas indican que la

estufa tiene éxito en el calentamiento de varias ollas.

prueba de ebullición de agua (wbt versión 4.2.2) · protocolo de prueba de ebulliciÓn de agua...

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